CN106790390A - 一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统，包括路灯、无线终端控制器、状态监测传感器、无线智能网关、服务器、后台管理系统；无线终端控制器安装在路灯的灯头内；状态监测传感器包括无线传输模块和无线传感器；无线智能网关连接所述无线终端控制器和所述状态监测传感器，该无线智能网关设置有无线网络接口；服务器设置有后台管理系统，无线智能网关将无线终端控制器和状态监测器通过无线智能网关与所述后台管理系统通信。本发明建立了智能化灯联网系统，可以实时掌握各个监测点位的运行状态，具有多种检测功能，数据传输范围大，数据传输可靠性高，提高了节能减排效率，方便进行故障处理。

Description

一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统

技术领域

本发明属于城市安防技术领域，尤其涉及一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统。

背景技术

路灯，做为居民提供照明的重要公共设施，具有分布广、数量多等特点，保障其良好的运行状态也是保障居民夜晚的安全出行的关键部分，而路灯设备运行状态信息的获取，多依赖于人工巡视与故障报修等传统信息采集渠道，极大的占用了人力资源的也无法保证第一时间的故障处理，同时路灯功能单一，照明设置不灵活，无法满足智慧城市建设中的智能化需求，在节能减排方面的压力也日益增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统，旨在解决现有路灯设备运行状态信息的获取，极大占用了人力资源，也无法保证第一时间的故障处理，路灯功能单一，无法满足智慧城市建设需求，节能减排方面的压力日益增大的问题。

本发明是这样实现的，一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统包括路灯、无线终端控制器、状态监测传感器、无线智能网关、服务器、后台管理系统；

所述无线终端控制器安装在路灯的灯头内；

所述状态监测传感器包括无线传输模块和无线传感器；

所述无线智能网关连接所述无线终端控制器和所述状态监测传感器，该无线智能网关设置有无线网络接口；

所述服务器设置有后台管理系统，所述无线智能网关将无线终端控制器和状态监测器通过无线智能网关与所述后台管理系统通信，所述服务器内设置有智能照明APP接收模块；

进一步，所述路灯设置有单灯控制模块，单灯控制模块的感应元件监测单个光源的着灯状态及故障情况，根据不同需求选择性的开闭单个光源。

进一步，所述路灯设置有与无线智能网关连接并用于感应漏电的传感器；

所述路灯的灯杆上设置有与无线智能网关连接的水位感应装置；

所述路灯的灯杆上设置有与无线智能网关连接的气象检测模块、噪音检测模块、PM2.5检测模块。

本发明建立了智能化灯联网系统，可以实时掌握各个监测点位的运行状态，具有多种检测功能，数据传输范围大，数据传输可靠性高，提高了节能减排效率，方便进行故障处理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统的原理图；

图中：1、路灯；2、无线终端控制器；3、无线智能网关；4、服务器；5、后台管理系统；6、智能照明APP。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

请参阅图1和图2：

本发明实施例提供的基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统，包括路灯1、无线终端控制器2、状态监测传感器、无线智能网关3、服务器4、后台管理系统5；

所述无线终端控制器2安装在路灯1的灯头内，一则实现对路灯1的基础控制，二则作为无线网络搭建的载体；

所述状态监测传感器包括无线传输模块和无线传感器，例如井盖监测器，由井盖监测传感器与内置的无线传输模块共同组成；

所述无线智能网关3连接所述无线终端控制器2和所述状态监测传感器，该无线智能网关3设置有无线网络接口；无线智能网关3是所有终端控制器和状态监测传感器的无线汇聚节点，其实现了将前端数据向公网的回传，无线智能网关3所覆盖的范围内，可以增加状态监测传感器；

灯联网的实现方案如下：

通过在路灯1中增加无线传输控制器来搭建一张遍布于全城的无线网络；

灯联网是一个三级网络，其中核心的网络为内置于路灯1的无线传输控制器与智能网关之间的网络

智能网关与无线传输控制器之间的网络通信方式如下：

当需要对灯以及基于灯联网的其它硬件进行下行控制时，由后台服务器4或者网关发出控制指令，最终通过被控制对象所在的网络中的智能网关完成控制指令下发；所述服务器4内设置有智能照明APP6接收模块；

每个下发的指令可能直接到达被控制对象，也可能无法直接到达；当无法直接到达时，按照网关最初组网时建立的路由表来经过中间设备进行转发，从而将控制指令最终传递到控制对象；

每次控制指令的下发需要得到最终设备的反馈响应后方可完成；

当任意一个无线传输控制器需要将自身状态信息或报警信息上传时，需要按照下行所建立的路由表来执行上传事件；

相似的，其它传感器设备均使用类似传输方式来完成上传；

当网络中存在报警设备时，例如感应漏电传感器的漏电事件、噪音传感器的报警事件等，数据上传的方式采用多个设备同时转发的方式来实现，具体实现方式为：

当产生报警事件时，报警设备发出报警指令给周边所有设备；

周边所有设备接收并判断为报警事件时全部发送给网关；

网关收到后发送给服务器4；

网关多次收到同样指令时，在第一次收到后延时一定时间内(根究不同报警重要级有不同时间延时)，不再向服务器4发送同样指令，从而避免产生重复事件。

所述服务器4设置有后台管理系统5，所述无线智能网关3将无线终端控制器2和状态监测器通过无线智能网关3与所述后台管理系统5通信；通过无线智能网关3的回传的数据将导入到统一的后台管理系统5中，后台管理系统5搭建在专属的服务器4上，数据的传输使用安全加密手段，保障了数据传输过程中的安全；后台管理系统5在完成无线网络系统功能使用的基础上，能够将所有传感器的监测数据实时显示在系统界面中，同时管理人员可以根据实际使用需求设置协同控制规则，从而实现当传感器被触发时协同控制或监测设备能够自动联动工作。这些控制规则可以根据使用情况随时改变，协同控制规则也可以通过系统进行配置。

进一步，所述路灯1设置有单灯控制模块，单灯控制模块的感应元件监测单个光源的着灯状态及故障情况，根据不同需求选择性的开闭单个光源。

进一步，所述路灯1设置有与无线智能网关3连接并用于感应漏电的传感器；

所述路灯1的灯杆上设置有与无线智能网关3连接的水位感应装置；

所述路灯1的灯杆上设置有与无线智能网关3连接的气象检测模块、噪音检测模块、PM2.5检测模块。

本发明借助无线低速率自组网技术将城市路灯1连接成网络，首先形成一张覆盖全城的灯联网，而后借助灯联网搭建一种用于城市安全协同监测的系统，首先应用于针对道路中广泛分布的各类井盖进行监测，与既有井盖监测设备不同之处在于：第一，本发明通过灯联网来对井盖报警数据进行回传，这样大幅降低了监控数据回传的难度和回传网络的使用成本；第二，本发明通过将井盖探测传感器与摄像头的控制指令统一控制，实现当井盖监测报警时，后台自动将摄像头位置远程调整到井盖所对应的位置(在井盖设备安装时将位置预设到系统中)并拍照或录像，再通过运营商网络或光纤网络回传。这种做法能够大大提升报警的准确率，从而降低系统运行过程中误报所带来的人力财力浪费。

城市灯联网借助遍布各处的路灯1作为回传节点，是最佳的网络载体，也是保障城市道路安全的最佳网络基础设施。

除井盖监测之外，针对市政道路的设施，例如控制箱、配电柜，以及其它基础市政设施，如公交站牌、广告灯箱，基于灯联网的无线应用还能对这些设备设施进行安全监测，从而防止偷盗、破坏现象。借助路灯1所组成的灯联网回传是最经济、也是最稳定的回传方式，因为城市道路中没有任何设施比路灯1的密度更大，由路灯1所组成的灯联网是最稳定的无线网络。

本发明的有益效果如下：

(1)建立智能化灯联网系统，通过杆上的无线联络装置采集传感器感应的状态信息，把状态信息发送给网关并通过服务器4进行数据转换，使值班人员通过监测转换后的数据可以实时掌握各个监测点位的运行状态，以便对状态异常的设备进行排查处理；

(2)把每个灯杆上的无线联络装置作为数据传输节点，保证监测范围内传感器数据有效采集的同时增大数据传输范围，提高数据传输的可靠性；

(3)增设单灯控制功能，感应元件能监测单个光源的着灯状态及故障情况，并可根据不同需求选择性的开闭单个光源，丰富了照明设置，提高了节能减排效率；

(4)用于感应灯头、电缆井、灯杆杆门、灯杆倾斜程度状态的传感器把被监测部位情况反映给监控值班人员，当灯头、电缆井、灯杆杆门缺失、灯杆倾斜等情况发生时，系统会自动报警，监控值班人员可以第一时间进行派工处理；

(5)用于感应线路漏电的传感器，可把漏电故障第一时间反映给监控值班人员，方便进行故障处理；

(6)灯杆上装设水位感应装置，当灯杆底部水位上升至预警位置时，系统会向监控值班人员进行报警，便于运维人员提前进行安全处理，此功能能有效的降低防汛期间因灯杆进水导致的触电伤人的情况发生；

(7)灯杆加设气象监测功能，方便运维人员在天气变化况时，对设备提前进行安全措施加固；

(8)重点区域内灯杆加设噪音检测、PM2.5检测等便民功能，有助于人民社会生活幸福感的提升；

(9)由路灯1所组成的灯联网搭建了一张适用于传输低速率数据的网络，此网络是免费的网络，无需为每个网络节点给运营商缴纳费用；

(10)由路灯1所组成的灯联网具备超高稳定性的特征，路灯1的广泛分布性奠定了无线回传的稳定性基础；

(11)城市道路上有诸多需要被监测的设备设施，本专利首先提出了对这些设备的统一监测和协同控制；

(12)对于井盖等设备的安全监测，需要使用一般监测设备和摄像头控制的协同监测手段来提高对目标设备监测的准确性，大幅降低误报率

(13)灯联网能够灵活地增加无线传感器或无线控制器，同时提供免费的网络接入能力，从而为城市智能管理提供了最基础的网络保障。

以井盖安全监测报警应用为例，实施方式如下：

1.对所有路灯1进行智能化改造后，搭建了无线传输网络

2.在井盖下安装智能井盖报警器

3.当报警器监测到报警事件时，该设备发送报警指令给周边的路灯1无线传输控制器

4.无线传输控制器安装如上描述的上传方式来将报警事件上传至智能网关

5.智能网关判断事件为报警事件，使用最高优先级，暂时停止其它传输任务，先将报警事件上传至服务器4

6.服务器4收到报警信息后，通过后台管理软件发送给关联人员

7.关联人员可以通过手机软件或PC软件同时收到报警事件，可以马上进行处理

8.报警事件处理后，关联人员可以通过同样的软件平台确认报警事件已处理，从而保障网络恢复正常运行状态

类似的报警方式，同样适用于路灯1及照明供电线路的报警，在已经完成的实验项目中，已经通过此系统及时发现了路灯1线路故障事件，故障报告如下：

湖镜道断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-07 17:52:35

Yan

Active

17760992412

2016-11-07 17:52:35

柳荫道断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-07 17:54:15

Yan

Active

17760992412

2016-11-07 17:54:15

湖波道断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-07 17:49:25

Yan

Active

17760992412

2016-11-07 17:49:25

松杉道断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-07 17:54:23

Yan

Active

17760992412

2016-11-07 17:54:23

南丰路西侧断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-05 02:28:23

Yan

Active

17760992412

2016-11-05 02:28:23

南丰路东侧断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-05 02:30:55

Yan

Active

17760992412

2016-11-05 02:30:55

湖影道断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-04 20:46:34

Yan

Active

17760992412

2016-11-04 20:46:34

玉泉路断电

灯控制器

断电

断电

2016-11-04 20:51:13

Yan

Active

17760992412

2016-11-04 20:51:13

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统，其特征在于，所述基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统包括路灯、无线终端控制器、状态监测传感器、无线智能网关、服务器、后台管理系统；

所述无线终端控制器安装在路灯的灯头内；

所述状态监测传感器包括无线传输模块和无线传感器；

所述无线智能网关连接所述无线终端控制器和所述状态监测传感器，该无线智能网关设置有无线网络接口；

所述服务器设置有后台管理系统，所述无线智能网关将无线终端控制器和状态监测器通过无线智能网关与所述后台管理系统通信，所述服务器内设置有智能照明APP接收模块。

2.如权利要求1所述基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统，其特征在于，所述路灯设置有单灯控制模块，单灯控制模块的感应元件监测单个光源的着灯状态及故障情况，根据不同需求选择性的开闭单个光源。

3.如权利要求1所述基于路灯灯联网的城市协同安全监测系统，其特征在于，所述路灯设置有与无线智能网关连接并用于感应漏电的传感器；

所述路灯的灯杆上设置有与无线智能网关连接的水位感应装置；

所述路灯的灯杆上设置有与无线智能网关连接的气象检测模块、噪音检测模块、PM2.5检测模块。